一个工人用如图所示的滑轮组匀速提升2000N的货物，所用拉力为600N，绳子自由端4s被拉下4m，不考虑摩擦和绳重．求：①总功的功率②此滑轮组的机械效率多大？③若用此滑轮组提升3200N的货

Question

一个工人用如图所示的滑轮组匀速提升2000N的货物，所用拉力为600N，绳子自由端4s被拉下4m，不考虑摩擦和绳重．求：
①总功的功率
②此滑轮组的机械效率多大？
③若用此滑轮组提升3200N的货物，所需拉力多大？此时机械效率多大？

Answer 1

由图可知，n=4，s=4h=4m，h=1m；
（1）当提升G=2000N的重物时，
W_总=Fs=600N×4m=2400J，
拉力做功功率：
P_总=(W总)/(t)=(2400J)/(4s)=600W；
（2）W_有用=Gh=2000N×1m=2000J，
滑轮组的机械效率：
η=(W有用)/(W总)=(2000J)/(2400J)≈83.3%；
（3）不考虑绳重和摩擦，当提升G=2000N的重物时，
∵F=(1)/(4)（G_物+G_轮），
即：600N=(1)/(4)（2000N+G_轮），
∴动滑轮重：
G_轮=400N，
当提升G=3200N的重物时，
F′=(1)/(4)（G_物′+G_轮）=(1)/(4)（3200N+400N）=900N．
此时机械效率：
η=(W有用)/(W总)=(Gh)/(Fs)=(Gh)/(F4h)=(G)/(F×4)=(3200N)/(900N×4)≈88.9%．
答：（1）总功功率为600W；
（2）此滑轮组的机械效率为83.3%；
（3）若用此滑轮组提升3200N的货物，所需拉力为900N，此时机械效率为88.9%．